為了緩解温室效應，科學家提出了多種回收和利用CO2 的方案。方案I:利用FeO 吸收CO2 獲得H2i.6Fe...

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問題詳情：

為了緩解温室效應，科學家提出了多種回收和利用CO2 的方案。

方案I:利用FeO 吸收CO2 獲得H2

i.6FeO(s) +CO2(g)=2Fe3O4(s) +C(s) △Hl =-76.0kJ/mol

ⅱ.C(s) +2H2O(g)==CO2(g) +2H2(g) △H2 =+113.4kJ/mol (1)3FeO(s) +H2O(g)= Fe3O4(s) +H2(g) △H3 =__________。

(2)在反應i中，每放出38.0kJ熱量，有______g FeO被氧化。

方案II :利用CO2 製備CH4

300℃時，向2 L恆容密閉容器中充入2mol CO2 和8molH2，發生反應CO2(g) +4H2(g) CH4(g) +2H2O(g) △H4，混合氣體中CH4的濃度與反應時間的關係如圖所示。

(3) ①從反應開始到恰好達到平衡時，H2的平均反應速率v(H2)=________。

②300℃時，反應的平衡常數K=________。

③保持温度不變，向平衡後的容器中再充入2 molCO2 和8molH2，重新達到平衡時CH4 的濃度_______(填字母)。

A.等於0.8mol/L B. 等於 1.6 mol/L

C.0.8 mol/L <c(CH4)<1.6 mol/L D.大於1.6 mol/L

(4)300℃時，如果該容器中有1.6molCO2、2.0mol H2、5.6molCH4、4.0molH2O(g)，則v正____v逆(填“>”“<”或“=”)。

(5)已知：200℃時.該反應的平衡常數K=61.8L2·mol-2。則△H4___0（填“>”“<”或“=”)。

方案Ⅲ:用鹼溶液吸收CO2

利用100mL3mol/LNaOH溶液吸收4.48LCO2(標準狀況)，得到吸收液。

(6)該吸收液中離子濃度的大小排序為____________。將該吸收液蒸乾，灼燒至恆重，所得固體的成分是_______(填化學式)。

【回答】

【*】 (1). ＋18.7 kJ·mol-1 (2). 144 (3). 0.32 mol·L-1·min-1 (4). 25 L2·mol-2 (5). D (6). ＞ (7). ＜ (8). c(Na+)＞c(HCO3-)＞c(CO32-)＞c(OH-)＞c(H+) (9). Na2CO3

【解析】(1) i.6FeO(s) +CO2(g)=2Fe3O4(s) +C(s) △Hl =-76.0kJ/mol，ⅱ.C(s) +2H2O(g)==CO2(g) +2H2(g) △H2 =+113.4kJ/mol，根據蓋斯定律，將(i+ii)×得：3FeO(s) +H2O(g)= Fe3O4(s) +H2(g) △H3 =[(-76.0kJ/mol)+(+113.4kJ/mol)]×=＋18.7 kJ·mol-1，故*為：＋18.7 kJ·mol-1；

(2)在反應i 6FeO(s) +CO2(g)=2Fe3O4(s) +C(s) △Hl =-76.0kJ/mol中，每放出38.0kJ熱量，有3mol FeO參與反應，其中2mol FeO被氧化，質量為144g，故*為：144；

(3) ①從反應開始到恰好達到平衡時，H2的平均反應速率v(CH4)==0.08 mol·L-1·min-1，則v(H2)=4 v(CH4)=0.32 mol·L-1·min-1，故*為：0.32 mol·L-1·min-1；

② CO2(g) +4H2(g) CH4(g) +2H2O(g)

起始(mol/L)1 4 0 0

反應(mol/L)0.8 3.2 0.8 1.6

平衡(mol/L)0.2 0.8 0.8 1.6

300℃時，反應的平衡常數K==25，故*為：25；

③保持温度不變，向平衡後的容器中再充入2 molCO2 和8molH2，相當於增大壓強，平衡正向移動。重新達到平衡時CH4 的濃度大於1.6 mol/L，故選D；

(4)300℃時，如果該容器中有1.6molCO2、2.0mol H2、5.6molCH4、4.0molH2O(g)，Qc==14＜K=25，反應正向進行，v正＞v逆，故*為：＞；

(5)200℃時.該反應的平衡常數K=61.8L2·mol-2，説明升高温度，平衡常數減小，平衡逆向移動，正反應為放熱反應，則△H4＜0，故*為：＜；

(6) 標準狀況下4.48LCO2的物質的量為=0.2mol，100mL3mol/LNaOH溶液中含有NaOH0.3mol，反應生成等物質的量的Na2CO3和NaHCO3的混合物，碳*根離子的水解程度大於碳**根離子，溶液顯鹼*，溶液中離子濃度的大小順序為c(Na+)＞c(HCO3-)＞c(CO32-)＞c(OH-)＞c(H+)。將該吸收液蒸乾，灼燒至恆重，碳***完全分解生成碳**，故*為：c(Na+)＞c(HCO3-)＞c(CO32-)＞c(OH-)＞c(H+)；Na2CO3。